安徽省人居硬環(huán)境質(zhì)量評價與優(yōu)化研究

摘要：為研究安徽省人居硬環(huán)境質(zhì)量，以安徽省整個區(qū)域為研究對象，利用GIS技術手段，并以人居自然環(huán)境數(shù)據(jù)和物質(zhì)積累基礎等客觀數(shù)據(jù)為樣本，建立了安徽省人居硬環(huán)境質(zhì)量評價模型。利用模型完成了安徽省人居硬環(huán)境適宜性空間分布特征的研究，提出了優(yōu)化安徽省人居硬環(huán)境質(zhì)量的建議。

關鍵詞：安徽??；人居硬環(huán)境；質(zhì)量評價；優(yōu)化

中圖分類號：X820.2

文獻標識碼：A文章編號：

16721101（2017）01003305

Abstract： In order to evaluate the quality of the hard environment of human settlements in Anhui Province， the whole region of Anhui Province was studied. Using GIS technology and based on such objective data as natural environment data and material accumulation， the quality evaluation model of human settlements in Anhui province was established. A study on the characteristics of spatial distribution of the suitability of human settlements in Anhui province was conducted， based on which some suggestions are put forward on improving the quality of the hard environment of human settlements in Anhui.

Key words：Anhui Province； hard environment of human settlements； quality evaluation； optimization

一、問題的提出

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程也在不斷推進。在這一背景下，人居環(huán)境開始遭遇嚴重的環(huán)境污染、基礎設施落后和人口資源分布不協(xié)調(diào)等問題，從而導致人類的生活質(zhì)量不斷下降。而人居環(huán)境主要由自然實體環(huán)境、人類建造實體環(huán)境等宜居的空間構成，可以劃分為人居硬環(huán)境和人居軟環(huán)境，硬環(huán)境為研究目標建立質(zhì)量評價模型，并利用地形、交通、氣候、通訊和水文等客觀數(shù)據(jù)對人居自然環(huán)境和物質(zhì)積累基礎水平展開分析，則能夠完成人居硬環(huán)境的定量研究，從而為實現(xiàn)人居環(huán)境質(zhì)量優(yōu)化提供科學依據(jù)。

二、研究方法

就現(xiàn)階段而言，國內(nèi)多應用GIS技術進行人居環(huán)境質(zhì)量評價。利用該技術，能夠為人居環(huán)境的科學研究提供第一手數(shù)據(jù)資料，并且能夠為分析人居環(huán)境周邊環(huán)境空間特征提供技術手段，也能夠為實現(xiàn)人居環(huán)境規(guī)劃設計提供多種分析工具。而隨著信息技術的發(fā)展，利用GIS技術獲得的空間數(shù)據(jù)分析精度和存儲量也在不斷提高，能夠為研究人居硬環(huán)境提供可靠且詳實的數(shù)據(jù)[1]。所以，可以使用GIS技術完成安徽省人居硬環(huán)境質(zhì)量的定性分析和定量評價。通過對安徽省在城鎮(zhèn)化進程中的發(fā)展現(xiàn)象展開綜合分析，并對安徽省人居硬環(huán)境建設的趨勢進行預測，便于利用獲得的各種科研成果指導安徽省人居環(huán)境的合理規(guī)劃建設。為此，還要利用GIS技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集，并且參照相關研究完成評價指標的選取，從而完成人居硬環(huán)境評價指標體系的建立[2]。通過對各指標和人口數(shù)據(jù)展開相關性分析，并完成指標權重的確定，則能夠完成人居硬環(huán)境質(zhì)量評價模型的建立。

三、實證分析

（一）研究對象及現(xiàn)有研究狀況

國內(nèi)人居環(huán)境評價方法及體系研究方面：張文忠以健康性、居住的舒適性等六大指標，結合居民的不同屬性，定量評價了城市的宜居性[3]；祁新華對廣州市邊緣區(qū)人居環(huán)境進行研究，構建了綜合評價系統(tǒng)模型[4]；還有吳斌初、葉耀先等學者，研究了人居環(huán)境的構成體系和評價方法[5-6]。國外人居環(huán)境評價方法及體系研究方面：以國家層面的研究為主導，包含了遙感和Gis、家庭生命周期、城市的演變發(fā)展等方面，Ge Jian和HokaoKazunori從人居環(huán)境主客觀方面入手，建立了指標體系和評價模型[7]。

在眾多省市中，安徽省各區(qū)域在人居硬環(huán)境質(zhì)量上存在著明顯的差異，不僅包含有安慶、銅陵等人居硬環(huán)境處在優(yōu)等級的區(qū)域，也包含有良、中、差等級的區(qū)域。從總體上來看，安徽省人居硬環(huán)境級別為良的區(qū)域占安徽省總面積的60%以上，人居硬環(huán)境級別較差的區(qū)域占20%左右[8]。在淮河以北地區(qū)，整體人居硬環(huán)境質(zhì)量較差，但是卻擁有較大的人口密度，從而形成了人口分布與人居硬環(huán)境水平不協(xié)調(diào)的局面。從現(xiàn)有研究狀況來看，有關人居硬環(huán)境的研究主要集中在理論階段，并且局限在社區(qū)或城市范圍內(nèi)，尚未形成定量化研究指標體系，并以主觀評價為主，無法實現(xiàn)對一個區(qū)域人居硬環(huán)境質(zhì)量的有效評價。因此，還應加強安徽省人居硬環(huán)境質(zhì)量的評價研究，以便尋求有效的人居硬環(huán)境的質(zhì)量優(yōu)化途徑。

（二）數(shù)據(jù)收集

在實際研究人居硬環(huán)境問題時，還要將其劃分為人居自然環(huán)境和物質(zhì)積累基礎兩個部分。所以，評價指標體系的一級指標有兩個，分別為自然環(huán)境和人工設施環(huán)境。遵循可操作、代表性和人本主義原則，則可以完成二級指標的選取。具體來講，就是利用水文、氣候、地物和地形完成自然環(huán)境的綜合評價，然后利用經(jīng)濟發(fā)展水平、交通通達水平和基礎設施水平完成人工設施環(huán)境的綜合評價[9]。在數(shù)據(jù)收集上，將利用安徽省市縣級氣象站在近45年的數(shù)據(jù)平均值進行氣溫、降水量和空氣相對濕度數(shù)據(jù)的獲取，其余數(shù)據(jù)則將利用下表1的方式獲取。由這些數(shù)據(jù)可知，安徽省共有78個縣市，總面積14.01萬km2，人口約6 593萬人，人均GDP為3.6萬元，地區(qū)生產(chǎn)總值22 005.6億元[10]。在氣候方面，安徽省年均氣溫14-17℃，年均空氣濕度為68.5%-81.1%，年均降雨量為800-1 750mm，水域面積約13.94萬km2，醫(yī)療機構約9 347家，公路密度高出全國平均水平一倍，全省被京滬、京九兩條鐵路干線貫穿，并擁有以黃山和合肥為中心的開往各地的航班，水路航運也十分發(fā)達。

（三）模型建立

1.人居自然環(huán)境質(zhì)量評價。

對安徽省的人居自然環(huán)境質(zhì)量展開評價，需要利用GIS技術完成自然因子數(shù)據(jù)的收集，然后以1km*1km柵格網(wǎng)為單元對各因子展開評價，并對各因子與人口分布的相關性展開研究，以便完成綜合評價模型的建立[11]。在對氣候因子和降水量等因子展開分析時，需要使用IDW插值方法假設各采樣點存在局部影響，具體指數(shù)提取及權重見表2。而采樣點到要素的距離越大，其局部影響越小，所以其權重也就越小，反之則越大。考慮到各指標的數(shù)量級不同，還要對數(shù)據(jù)進行無量綱化處理。

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，安徽省各地空氣相對濕度和氣溫相差不大，均處在適宜狀態(tài)。在實際評價時，可以使用溫濕指數(shù)作為氣候適宜性評價指標，利用如下式（1）計算。式中，THI為溫濕指數(shù)，K為風效指數(shù)，能夠進行體表和周圍環(huán)境間熱交換的反映，t為攝氏溫度，T為華氏溫度，f為年均空氣相對濕度，V為風速，s為日照時數(shù)。使用GIS進行反距離權重插值功能，能夠完成安徽省1km*1km分辨率的空氣相對濕度、平均氣溫、日照時數(shù)和相對濕度的獲取，從而完成安徽省溫濕度知識和風效指數(shù)的計算。通過計算可以發(fā)現(xiàn)，全省年均THI在45.13-62.19之間，96.50%地區(qū)溫濕度指數(shù)在55-62.19之間，適合人居住。按照由北向南的方向，空氣相對濕度將逐漸增加，淮河以北和皖西皖南山區(qū)等部分地區(qū)相對不舒適。而安徽省年均風效指數(shù)在-557.87-307.12之間，非常適宜人居住。此外，安徽省南部長江流域水系分布密集，空氣濕度最大，各地差值約為12.56%。安慶市年均氣溫最高，平均16.83℃，各地氣溫均差為2.58℃，呈現(xiàn)出由北向南增加的趨勢[12]。

THI=T-0.55（1-f）（T-58）

T=1.8t+32

K=-（10V1/2+10.45-V）（33-t）+8.55s （1）

從地形地貌上來看，地形起伏程度越大，越適宜人居住。所以，可以通過計算地形起伏度研究安徽省地形適宜性空間分布特征。在具體分析過程中，需要使用RDLS進行地形起伏度表示，需要獲取柵格區(qū)域平均海拔、平地面積及區(qū)域總面積這三種數(shù)據(jù)。經(jīng)過計算分析可以發(fā)現(xiàn)，安徽省各地區(qū)地形適應性差異較大，主要可以劃分為三個區(qū)域，既大別山和黃山區(qū)、江淮丘陵區(qū)以及安徽省北部、中部和沿江平原區(qū)，適宜性依次由低到高排列。

安徽省水資源較為豐富，可以利用水文指數(shù)對各區(qū)域水資源豐缺程度進行表征。在具體分析中，需要利用WRI表示水資源豐缺度，并獲得降水量、水域面積等數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)均為得到歸一化后的數(shù)值。經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)，新安江流域和沿江平原水資源豐缺度較大，最適宜人居住，其次則為皖西山區(qū)和皖南山區(qū)，適宜性最差的為安徽省中部和北部地區(qū)，整體呈現(xiàn)由北向南逐漸增加的趨勢。

安徽省植物資源豐富，全省維管束植物3 200多種，分屬205科，1 006屬，約占全國維管束植物科的60.3%、屬的31.7%、種的11.7%。在對地表植被覆蓋情況展開評價時，將使用地被指數(shù)。在具體分析的過程中，需要利用LCI表示地被指數(shù)，并利用NDVI表示各類地物的均值植被指數(shù)。使用ERDAS軟件完成衛(wèi)星影像處理分析，并利用林地、水域等22種土地類型特征區(qū)為訓練模板進行分類分析，則能夠完成各土地利用類型指數(shù)提取[13]。通過分析則能夠發(fā)現(xiàn)，安徽省植被覆蓋由高到低分布的區(qū)域依次為安徽省中部、安徽省北部、大別山和黃山等部分地區(qū)、水域地區(qū)，適宜性依次由高到低。

2.人居物質(zhì)積累基礎評價。

在對人居物質(zhì)積累基礎水平展開評價時，還要將各二級指標進行標準化處理，然后疊加得到物質(zhì)積累指數(shù)HMI。

在經(jīng)濟水平分析上，使用地均DGP進行經(jīng)濟密度計算，既利用區(qū)域GDP與區(qū)域國土面積比值進行地均GDP計算。此外，還要利用標準化的建設用地水平和城市人口比例的算術平均值進行城市化水平的表示。通過分析發(fā)現(xiàn)，沿江地區(qū)和合肥市有著較高的經(jīng)濟水平指數(shù)，北部地區(qū)經(jīng)濟水平高于江淮和江南地區(qū)，整體由北向南呈現(xiàn)逐漸降低的發(fā)展趨勢。

在交通通達水平分析上，可以利用平均時間距離指標表征可達性，利用公路密度和鐵路密度反映交通密度，利用交通用地面積與區(qū)域國土面積的比值反映交通用地水平。在測量交通可達性時，可以使用AreGIS軟件完成多點對多點的最短交通距離和最短行車時間統(tǒng)計，然后利用加權平均時間距離指標完成通達水平的空間分布計算分析[14]。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，安徽省以合肥市、銅陵市和蕪湖市為中心，交通可達性由內(nèi)向外逐漸變差，具有交通主干道指向性?？傮w上來看，北部地區(qū)的交通通達水平高于南部。

在基礎設施水平分析上，可以利用建設用地面積與區(qū)域國土面積的比值進行區(qū)域建設用地水平的表征，并利用電話數(shù)量與區(qū)域家庭戶數(shù)比值反映區(qū)域通訊設施水平，然后利用醫(yī)療機構床位數(shù)與區(qū)域人口數(shù)比值反映區(qū)域衛(wèi)生設施水平。

3.人居硬環(huán)境質(zhì)量評價。

在對人居硬環(huán)境質(zhì)量展開評價時，還要利用AreGIS完成安徽省人口數(shù)據(jù)的計算分析，從而了解安徽省人口密度分布情況。目前，安徽省人口密度最大的地區(qū)為阜陽市，可達1 100人/km2，南部人口則相對稀疏。結合人口密度，然后使用如下圖1所示的人居硬環(huán)境計算方法，則能夠完成對安徽省的人居自然環(huán)境評價結果和物質(zhì)積累基礎評價結果的疊加計算，繼而完成安徽省人居硬環(huán)境質(zhì)量評價。

（四）實證研究結果

1.人居自然環(huán)境質(zhì)量評價結果。

使用SPSS軟件對各項因子與人口密度的相關性展開計算分析，則可以得到各指標的相關系數(shù)和權重。通過綜合評價可以發(fā)現(xiàn)，安徽省人居自然環(huán)境高度適宜區(qū)主要分布在安徽省南部沿江平原地區(qū)，區(qū)域面積約為2.78萬km2，占全省19.83%，分布人口數(shù)約為1 240萬人，占全省18.80%。比較適宜地區(qū)主要分布在安徽省中部、皖南山區(qū)，區(qū)域面積約為7.91萬km2，占全省56.49%，分布人口數(shù)約為3 573萬人，占全省54.19%[15]。不太適合居住地區(qū)主要分布在淮河以北地區(qū)，區(qū)域面積約為3.32萬km2，占全省23.68%，分布人口數(shù)約為1 780萬人，占全省27.01%。

2.人居物質(zhì)積累基礎評價結果。

以縣域為單元對各項指標取算術平均值，則能夠得到各行政區(qū)物質(zhì)積累指數(shù)。如表3所示，為安徽省人居物質(zhì)環(huán)境類型，各行政區(qū)之間存在顯著差異，多數(shù)行政區(qū)物質(zhì)積累基礎水平一般，在空間分布上擁有明顯的格局，從而反映了安徽省基礎設施水平即經(jīng)濟水平較低，不利于安徽省的社會發(fā)展，建設規(guī)劃和標準急需跟上[16]。

3.人居硬環(huán)境質(zhì)量評價結果。

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，安徽省人居硬件水平較好，但是有部分區(qū)域的人口分布與人居硬環(huán)境空間分布存在矛盾。其中，人居硬環(huán)境質(zhì)量為優(yōu)的行政區(qū)個數(shù)共有5個，土地面積占安徽省總面積的1.23%，人口數(shù)量占7.15%。人居硬環(huán)境質(zhì)量為良、中、差的個數(shù)分別為48、11、14，土地面積分別占安徽省總面積的64.43%、13.50%和20.84%，人口數(shù)量分別占總人口數(shù)量的62.20%、9.08%、21.57%。

從總體評價結果來看，安徽人居硬環(huán)境存在明顯的城鄉(xiāng)差異、南北差異。之所以會出現(xiàn)這一差異，主要是由于自然環(huán)境地域存在明顯差異，在水資源和熱能資源方面，皖南地區(qū)明顯優(yōu)于皖北地區(qū)，表現(xiàn)在經(jīng)濟發(fā)展方面，亦如此。與此同時，城鄉(xiāng)之間的物質(zhì)積累也存在明顯差距，尤其在淮河北部的行政區(qū)之間，差距明顯存在。從整體人居硬環(huán)境來看，城市比縣級行政區(qū)明顯要高出一個等級。

四、安徽省人居硬環(huán)境的優(yōu)化建議

針對安徽省人居硬環(huán)境空間布局分布情況，安徽省政府還應該加強各地基礎設施建設，從而使各區(qū)域物質(zhì)激勵水平得到均衡發(fā)展，繼而實現(xiàn)區(qū)域人居硬環(huán)境的優(yōu)化。

首先，安徽省政府還應該加強農(nóng)村基礎設施建設，并且在黃山市等交通可達性較差的區(qū)域加大投資力度，以便促進這些區(qū)域的均衡發(fā)展。

其次，安徽省政府還應該采取經(jīng)濟政策手段實現(xiàn)人口轉(zhuǎn)移，從而使人居硬環(huán)境質(zhì)量高的區(qū)域的人口數(shù)量得到發(fā)展，繼而實現(xiàn)人口的科學分布。為此，安徽省政府還應該以馬蕪銅沿江經(jīng)濟帶為重心實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以便通過發(fā)展產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)人口集中。同時，安徽省政府還應該制定合理的計劃生育政策和環(huán)保政策，以確保自然資源能夠得到適度利用。

再者，安徽省政府應該不斷提升人居硬環(huán)境質(zhì)量，以便促進安徽省環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。為此，在發(fā)展區(qū)域經(jīng)濟的同時，政府還要做好身體環(huán)境保護規(guī)劃，以便實現(xiàn)人居環(huán)境結構和功能的優(yōu)化。想要達成這一目標，還要加強居民的思想教育，并且加大循環(huán)經(jīng)濟的扶持力度，繼而使安徽省的人居環(huán)境得到可持續(xù)發(fā)展。此外，安徽省在制定規(guī)劃政策時，還要確保區(qū)域空間能夠得到綜合協(xié)調(diào)，并使社會效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟效益保持相互協(xié)調(diào)，繼而通過綜合發(fā)展提高安徽省的人居硬環(huán)境質(zhì)量。參考文獻：

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